Descripción de la tarea

Todos lo hemos experimentado alguna vez, tal vez como juego, tal vez por accidente: nos referimos a la electrización, que puede darse por frotamiento,por contacto y por inducción electrostática. 

Seguro que sabes qué sucederá si frotas un peine y lo acercas a unos trocitos de papel, ¿no?.

Imagen de Black Rainbow 999 en Wikipedia. CC

Supongamos que hemos tomado un peine y lo hemos frotado contra un trozo de lana, esto hace que este haya adquirido una carga negativa de 0.000001 C,

1. ¿Qué número de electrones en exceso tiene? 

2. Si nos fijamos en un par de electrones, situados en dos púas consecutivas del peine, estando estas a una distancia de 3 mm ¿cuál es la fuerza que se ejercen? Supongamos el vacío entre ellas. ¿Qué indica el signo de la fuerza que has obtenido?

3. Al cargarse negativamente el peine, por inducción aparece una carga positiva sobre los trozos de papel, creando un campo eléctrico uniforme de 3,6·10⁶ N/C. Las líneas del campo ¿hacia dónde van dirigidas? Realiza una representación gráfica del sistema, pintando las cargas y las líneas de campo.

4. Un protón que se encontrase en ese campo eléctrico, ¿qué fuerza experimentaría?

5. Este protón es acelerado por el campo eléctrico y adquiere una velocidad de 1,2·10⁷ m/s. Calcula la diferencia de potencial entre el punto de partida y el de llegada del protón.

6. Si la diferencia de potencial que has obtenido en el apartado anterior es la que hay entre el peine y el papel, ¿cuál es el trabajo realizado para desplazar esa carga positiva?

7. Es interesante comprobar cómo de distintas son las interacciones gravitatorias y eléctricas. Determina la fuerza gravitatoria entre los dos electrones de la actividad 2 y valora las diferencias y semejanzas entre la interacción eléctrica y gravitatoria.

8. ¿Te atreves a realizar un experimento sencillo y divertido en casa que ponga de manifiesto la inducción electrostática? Graba con tu móvil el experimento, súbelo a Internet y escribe aquí la URL de tu vídeo. 

Datos:

carga del electrón: q = -1,6·10^-19 C

masa del electrón: m = 9,1·10^-31 kg

carga del protón: q = 1,6·10^-19 C

masa del protón: m = 1,67·10^-27 kg

k = 9·10⁹ N·m²·C^-2

G = 6,67·10^-11 N·m²·kg^-2

A la hora de resolver la tarea, debes elaborar un documento con el resultado de la tarea y enviárselo a tu profesor/a. Puedes utilizar esta plantilla para su desarrollo, aunque también puedes elaborar tu propia plantilla. Si haces esto último, debes indicar el enunciado de cada uno de los apartados previo a su resolución. Recuerda, al guardar la plantilla en tu ordenador, cambiar el nombre al documento incluyendo tu nombre y apellidos siguiendo este modelo  

Apellido1_Apellido2_Nombre_FQ1_Tarea_6_3.

Si has de elaborar esquemas o dibujos, puedes hacerlos manualmente, escanearlos e insertarlos en el documento de texto.